SQL Server 索引基础知识(5)----理解newid()和newsequentialid()

在SQL Server 2005 中新增了一个函数:newsequentialid()，MSDN 中对这个函数的描述如下：

在指定计算机上创建大于先前通过该函数生成的任何 GUID 的 GUID。
NEWSEQUENTIALID() 不能在查询中引用。
NEWSEQUENTIALID() 只能与 uniqueidentifier 类型表列上的 DEFAULT 约束一起使用。

这个函数的具体用法在下面这篇博客中已经有详细的描述了。

使用NEWSEQUENTIALID解决GUID聚集索引问题
http://www.cnblogs.com/Mirricle/archive/2007/08/15/856726.html

简单来说，newsequentialid 函数比起 newid 函数最大的好处是：

如果你在一个 UNIQUEIDENTIFIER 字段上建立索引，使用 newid 产生的新的值是不固定的，所以新的值导致索引B+树的变化是随机的。
而 newsequentialid 产生的新的值是有规律的，则索引B+树的变化是有规律的。有规律和无规律就会带来性能的改进。

上面是一个粗略的描述，下面是比较详细点的解释：

（我们这里解释的更详细一些，是为了让大家对索引的基础知识了解得更深入些。）

B+ 树不考虑层级变化,增加数据的情况分以下几种情况:

The insert algorithm for B+ Trees 

更多 B+ 树的算法请参看后面链接:  http://www.sci.unich.it/~acciaro/bpiutrees.pdf

对于数据库的索引来说，上面情况中,第三种情况发生的概率很低，更多的是 1,2 这两种情况。

数据库中增加记录时，对索引的B+树的操作，其实就是对 左右叶子节点，上级节点的操作。

而找到这几个节点后的操作，在实际上，都不是性能消耗最大的地方。性能消耗最大的地方在于搜索找到需要操作的叶子节点。

对于 B+ 树来说， 几层的B+ 树，找到叶子节点就需要找几个数据页。那为何说 Guid 有规律时速度要比无规律时候快呢？

原因很简单：

1、缓存的命中率问题
( 你可以参看我之前写的这篇博客：理解缓存 http://blog.joycode.com/ghj/archive/2007/09/01/107863.aspx )

当每次产生的Guid是有规律时，找到需要操作的叶子节点的几个中间节点，可能已经在之前的访问中被缓存了。

这样，系统不需要大量的读入缓存命中率很低的索引数据页，这样可以节省内存，同时提高搜索速度。

2、连续和不连续的磁盘 I/O 操作对性能的影响 

         我们都知道，现在很多业务逻辑的瓶颈是硬盘的速度。而硬盘速度提升的空间仍然不大。下面对硬盘读写操作的一些法则对我们优化跟硬盘I/O有关的方面很有帮助。

　　 请记住下面的经验法则：标准的 Wide Ultra SCSI-3 硬盘每秒钟可为 Windows 和 SQL Server 提供 75 个不连续（随机）的 I/O 操作和 150 个连续的 I/O 操作。这种硬盘的标称传输率在 40 MB/秒左右。请记住更有可能限制数据库服务器的传输率是每秒钟 75/150 I/O，而不是 40 MB/秒。

         读/写磁头和相关的磁盘取数臂需要移动才能在 SQL Server 和 Windows 所要求的硬盘盘片的位置上进行查找和操作。如果数据所在的硬盘盘片的位置不连续，硬盘驱动器要花多得多的时间才能将磁盘取数臂和读/写磁头移动到所有需要的硬盘盘片位置。如果所需要的数据全部位于硬盘盘片上的连续物理扇区，情况则相反，磁盘取数臂和读/写磁头只需进行很小的移动就能完成所需磁盘 I/O 操作。连续和不连续的情况下所花的时间有很大的差异，每个不连续的数据查找大约要花 50 毫秒，而连续的数据查找则只需大约 2-3 毫秒。请注意这些值是粗略估计出来的，具体值将取决于不连续的数据在磁盘上分布的疏密、硬盘盘片的旋转速度 (RPM) 以及硬盘的其它物理属性。主要要记住的一点是连续 I/O 有益于 SQL Server 性能。

　　 之前已提到标准的硬盘支持每秒 75 个不连续的 I/O 和每秒 150 个连续的 I/O。还要记住的重要一点是读或写 8KB 的时间与读或写 64 KB的时间几乎相同。在 8 KB 到 64 KB 范围之内，单个磁盘 I/O 传输操作所花的时间主要是磁盘取数臂和读/写磁头运动的时间。因此，从数学上来讲，当需要传输 64 KB 以上的 SQL 数据时，尽可能地执行 64 KB 磁盘传输是有益的，因为 64 KB 传输基本上与 8 KB 传输一样快，而每次传输的 SQL Server 数据是 8 KB 传输的 8 倍。请记住 Read-Ahead Manager 以 64 KB 字节片（也称为 SQL Server 扩展盘区）执行磁盘操作。Log Manager 也以较大的 I/O 传输量来执行连续写操作。要记住的主要事项是充分利用 Read-Ahead Manager，并将 SQL Server 日志文件与其它非连续存取的文件分开，以有效提高 SQL Server 的性能。